Ізюмський Преображенський собор є найстарішою з відомих у наш час пам’яток слобожанської школи. Він був однією з перших споруд Ізюмської фортеці. Хрестовий у плані п’ятикупольний храм утворений восьмигранним об’ємом і пов’язаними з ним із чотирьох боків бічними «рукавами». В архітектурному вигляді собору повною мірою виявилися особливості слобожанської школи: схильність до вертикального нарощування об’ємів і оформлення в дусі «наришкінського бароко». При переході до верхніх ярусів об’єми підкупольних веж набувають дедалі стрункіших обрисів, створюючи відчуття майже порцелянової тендітності.
Внутрішній простір храму розкрито до рівня другого ярусу й злито воєдино завдяки високим арковим прорізам. У вигляді фасадів сплелися українські та російські риси: геометричність і лаконізм білосніжних граней, плоскі ніші, ковніри й контури вікон типові для зодчества Гетьманщини, а зубчастий антаблемент і лиштви, обрамлені напівколонками з «перехватом», указують на вплив московської архітектури.
Собор було відремонтовано в 1751, а на початку 20 ст. (в 1902-1903 рр.) його перебудували в стилі українського бароко під керівництвом інженера М. Ловцова. У 1953-1955 рр. собор відреставровано в первісному вигляді.